嫌気性条件と好気性条件の主な違いは、酸素の必要量です。 嫌気性プロセスは酸素を必要としませんが、好気性プロセスは酸素を必要とします。 ただし、クレブス回路はそれほど単純ではありません。 これは、細胞呼吸と呼ばれる複雑な多段階プロセスの一部です。 酸素の使用はクレブス回路に直接関与していませんが、好気性プロセスと見なされます。
好気性細胞呼吸の概要
好気性細胞呼吸は、細胞が食物を消費してアデノシン三リン酸（ATP）の形でエネルギーを生成するときに発生します。 糖グルコースの異化作用は、エネルギーがその化学結合から放出されるときに細胞呼吸の始まりを示します。 複雑なプロセスは、解糖、クレブス回路、電子伝達系など、相互に依存するいくつかのコンポーネントで構成されています。 全体として、このプロセスでは、グルコースの分子ごとに6分子の酸素が必要です。 化学式は6O2 + C6H12O6-> 6CO2 + 6H2O + ATPエネルギーです。
クレブス回路の前身：解糖
解糖は細胞の細胞質で起こり、クレブス回路に先行する必要があります。 このプロセスでは2つのATP分子を使用する必要がありますが、グルコースが6炭素糖分子から2つの3炭素糖分子に分解されると、4つのATP分子と2つのNADH分子が作成されます。 ピルビン酸として知られる3炭素糖とNADHは、好気性条件下でより多くのATPを生成するためにクレブス回路にシャトルされます。 酸素が存在しない場合、ピルビン酸はクレブス回路に入ることができず、さらに酸化されて乳酸を生成します。
クレブス回路
クレブス回路は、細胞の発電所としても知られているミトコンドリアで発生します。 ピルビン酸が細胞質から到着した後、各分子は完全に3炭素糖から2炭素フラグメントに分解されます。 得られた分子は補酵素に結合し、クレブス回路を開始します。 2炭素フラグメントがサイクルを移動すると、4分子の二酸化炭素、6分子のNADH、および2分子のATPとFADH2が正味で生成されます。
電子伝達系の重要性
NADHがNADに還元されると、電子伝達系は分子から電子を受け取ります。 電子が電子伝達系内の各キャリアに移動すると、自由エネルギーが放出され、ATPを形成するために使用されます。 酸素は、電子伝達系における電子の最終的な受容体です。 酸素がないと、電子伝達系は電子で詰まります。 その結果、NADを生成することができず、解糖系でピルビン酸の代わりに乳酸が生成されます。これは、クレブス回路の必要な構成要素です。 したがって、クレブス回路は酸素に大きく依存しており、好気性プロセスと見なされます。